9电路

高三物理一轮导学案

§9 恒定电流 9-1 基本概念和定律

1．理解电流、电阻、电功、电热、电功率等基本概念． 2．理解部分电路欧姆定律 、电阻定律，

3. 会利用串并联规律进行简单的电路计算。知道滑动变阻器的不同接法。 【知识要点梳理】 一、基本概念 （一）、电流：

1.电流的形成： 在 作用下的 形成电流。 2.形成条件：_______________，________________ 3.电流的大小——电流强度——简称电流：

（1）宏观定义：______________，微观角度：I=nqsv （2）国际单位：__________

4.电流强度有 _____ ，也有 _____ ，但属于 __ 量。

规定 __ 定向移动的方向为电流的方向。

导体中电流由_____电势流向_______电势，

电流在电源外部由_____极流向_______极

注意区分三种速率：

5

I、 自由电子做无规则热运动的平均速率，常温下的数量级约为10m/s II、 电流的传导速率等于电场的传播速率，即光速

-5

III、自由电子定向移动形成电流的速率，数量级约为10m/s

（二）、电阻：

1.物理意义：反映了导体的__________性能，即导体对电流的___________作用。 2.定义式：_______________ 国际单位_________ 3.决定式（电阻定律）：导体的电阻R跟它的长度l成 比，跟它的横截面积S成 比。表达式: ________________

4.电阻率：反映__________的导电性能。其大小与________有关。金属的电阻率随着温度的升高而 ，半导体的电阻率随着温度的升高而 (三)、电功和电热

电功就是 __ 做的功，即 __ 力做的功，表达式： __ ；

能量转化：把_______能转化成____________能 电热：电流通过导体时产生的热量。表达式 ： 。 能量转化：把_______能转化成____________能

（1）对纯电阻而言，电功 于电热： （2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为内能以外还同时转化为 ，所以电功必然 于电热：即 ，这时电功只能用 计算，电热只能用 计算，两者的关系式为 。 （四）电功率

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1．物理意义：表征

做功___________ 的物理量。

2. 表达式： 在纯电阻电路中： 单位： 区别：额定功率和实际功率

二、基本规律 （一）、欧姆定律：

1.内容：通过导体的电流跟__________成正比，跟_____________成反比。 2.表达式：_______________

3.适用条件：_____________________。 4.伏安特性曲线：

注意(1) I-U曲线和U-I曲线的区别。

(2) 当电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性 曲线不再是直线。 （二）、串并联电路规律

1、串联电路特点： ______________，_________________ 电阻关系：_______________

电压分配原理：_________________

电功率分配原理：________________________ 2、并联电路特点：_____________，___________________

电阻关系______________

讨论： (1) 并联电路总电阻________任何一个电阻

（2）某一个电阻变大，总电阻变______ （3）某一支路断路，总电阻变_______ （4）某一支路短路，总电阻为______

电流分配_________________ 电功率分配_________________ （三）等效电路的变换

1. 原则： （1）无电流得支路可以除去 （2）等势点可以合并（3）理想导线可以任意长短 （4）理想电压表断路，理想电流表短路 2.方法：（1）节点电势法（先将节点用字母表出来，再将电器填补在相应两个节点之间）；

（2）电流注入法（在电源极性不明的情况下，可设想从某端点将电流注入）。

三、滑动变阻器的接法——分压电路和限流电路

(1)图9-1-3表示________电路 图9-1-4表示________电路

图9-1-4

图9-1-3

(2)调节范围：

分压电路： 电压________；电流________，均与________无关． 限流电路： 电压_______；电流 _________，均与 _____有关． 【典型例题】

【例1】一个电阻元件两端电压是1.5V时，通过它的电流是4.5mA，如果这个电阻元件两端加的电压为24V时，20秒内有多少电子通过这个电阻器。

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【例2】 如图10-1-2所示的I—U图象对应的两个导体： ①电阻之比R1：R2= ；

②若两导体中的电流相等（不为0）时，电压之比U1：U2= ； ③若两导体中的电压相等（不为0）时，电流之比I1：I2= .

【例3】把两个标有“6V、3W”和“6V、4W”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功率是 W；把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是 W。

【例3】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的

2

电功率P与电压平方U之间的函数关系的是以下哪个图象

2

2 2

o

A. B. C. D.

【例4】 某电动机，电压U1=10V时带不动负载，不转动，电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？

【例5】某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电

2

路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s）.

【例6】 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？

L

L

-

R R R 2R

【例7】有一用电器的铭牌上标明额定电压为 100V , 额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置，现将该用电器与一阻值为（O ～100Ω)的滑动变阻器连接后，接在输出电压为 220V 的电源两端． （1）为使用电器安全正常地工作，应采用怎样的接法？试说明理由并画出电路图 （2）在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为2.4A 试求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比．

【例8】用最大阻值为 28Ω 的滑动变阻器控制一只“6V，3W

”灯泡的发光程度，分别把它

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们连成限流和分压电路接在 9V 的恒定电压上，通过计算回答以下问题．

（1）两种电路中灯泡的电流、电压调节范围．

（2）两种电路中要求滑动变阻器的最大允许电流以及电路中消耗的最大功率．

【针对练习】

1、如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流强度为1 A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（ ） （A）4 A （B）2 A （C）

11A （D）A 24

2、当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能是（ ） （A）3V，1.8J （B）3V，3.6J （C）6V，1.8J （D）6V，3.6J

21

3、在电解槽中，1 min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.125×10

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和7.5×10，则通过电解槽的电流为_______。

4、若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度ω= ；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流 I= ．（已知电子的质量为 m ，电荷量为e，静电常量用 k 表示）

5、下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象

2

2 2

o

6、将阻值为16 Ω的均匀电阻丝变成一闭合圆环，在圆环上取Q为固定点，P为滑键，构成一圆形滑动变阻器，如图1—28—8所示，要使Q、P间的电阻先后为4 Ω和3 Ω，则对应的θ角应分别是_______和___________.

7、在如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1、A2和A3均为理想电表，它们的示数分别为I1、I2和I3，则它们示数之比为I1:I2:I3＝____________。

8、如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是（ ）

A．P甲 ＞ P乙 B．P甲 ＜P乙 C．P甲 = P乙 D．无法确定

9

、在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动

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变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V，重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，则这台电动机正常运转时输出功率为( )

A.32W B.44W C.47W D.48W

10、一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率（ ） A．等于91W B．小于91W

C．大于91W D．条件不足，无法确定

11、如图所示，分压电路的输入端电压为U=6 V，电灯L上标有“4 V、4 W”，滑动变阻器的总电阻Rab=13.5 Ω，求当电灯正常发光时，滑动变阻器消耗的总功率.

3

12、实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 的

3

规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V。现将该棒与一个

可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上。求：（1）当串联的可变电阻器阻值R多大时，电

路中的电流为0.16A？（2）当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？

9-2 闭合电路欧姆定律（一）

【学习目标】

1．能解释电荷定向移动的原因；知道电动势；

2.知道闭合电路中的内电路和外电路，知道闭合电路中能的转化过程。 3.理解掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；

4．掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法 5．掌握闭合电路的U-I图象 【知识要点梳理与精析】

一、电荷定向移动的原因（伏打电池） 电路中，电荷在 力的作用下定向移动；

电解液中，电荷在 力的作用下定向移动。 右图中，带正电的是 板，带负电的是 板；

___ 点电势较高， ___ 点电势较低。 二、电动势

1.全电路：包含 、 、 、和 的回路叫闭合电路或全电路。